西班牙IMDEA材料研究所王德義教授組稿國產EI期刊“阻燃材料與技術進展”專刊！

隨著現代工業的快速發展，越來越多的聚合物基復合材料被廣泛應用于汽車、建筑、電氣電子、交通等領域。在工業界和學術界，聚合物和聚合物基復合物的消防安全受到了廣泛關注。此外，5G通信、人工技術和新能源等一些前沿技術的蓬勃發展，也給阻燃材料的升級帶來了新的機遇和挑戰。

在本期由客座編輯王德義教授組織的“阻燃材料與技術進展”特刊中，收集并分析了最新的重要研究成果。特別是，隨著材料科學和工程領域對環保的關注和可持續概念的興起，出現了一系列生物可再生阻燃技術、可持續阻燃劑和功能性納米阻燃劑。這些論文是由活躍在世界各地的科學家撰寫的。通過綜述或原始研究論文討論了典型的阻燃聚合物，如聚酰胺、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯、環氧樹脂和橡膠等。

請對阻燃技術感興趣的讀者查閱：

一，Intrinsically flame retardant polyamides: Research progress in the last 15 years（本征阻燃聚酰胺：近15年的研究進展）

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2022.12.004

作者Nikita Drigo, Sabyasachi Gaan（Empa瑞士聯邦材料科學與技術實驗室，瑞士）

聚酰胺由于其多功能的結構和優異的性能而對現代工業至關重要。目前全球聚酰胺的年產量超過1000萬噸。不幸的是，它們很容易點燃，需要加上阻燃性才能符合消防安全法規。與阻燃添加劑相比，賦予具有本征阻燃性的聚酰胺更具挑戰性且更令人期望。Sabyasachi Gaan博士團隊對本主題進行了綜述。他的團隊調查了2004年至2020年期間最先進的本征阻燃聚酰胺的進展，包括脂肪族、半芳香族和芳香族聚酰胺、聚酰胺酰亞胺和雜化硅氧烷聚酰胺的化學結構。對單體的制備、聚酰胺的合成、新型聚酰胺的熱性能和阻燃性能進行了深入研究。

Fig. 2. PA66 FR copolymers.

二，Bio-based flame retardants to polymers: A review（聚合物的生物阻燃劑：綜述）

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2022.07.003

作者Meiting?Wang, Guang-Zhong?Yin, ... Na?Wang, ... De-Yi?Wang（佛朗西斯科德維多利亞大學、IMDEA材料研究所，西班牙；沈陽化工大學、沈陽先進涂層材料產業技術研究院有限公司、浙江睿高新材料股份有限公司，中國）

由于對環境的擔憂，一些傳統的鹵化阻燃劑已被禁止使用。在這種背景下，工業界和學術界都在努力開發更環保、更可持續的阻燃材料。在新型阻燃劑中，生物基阻燃劑引起了人們的廣泛關注。王德義教授團隊系統地介紹了各種類型的生物基阻燃劑，包括結構特征、阻燃行為和阻燃機理概述。充分總結了近年來各種生物基材料如阻燃劑（如殼聚糖、木質素、植酸、聚多巴胺、單寧酸、β-環糊精等）應用于不同聚合物的研究進展。最后，簡要展望了生物基阻燃劑未來發展的機遇和挑戰。

Fig.?1.?Graph representing the number of peer-reviewed journal articles (found in Web of Science) describing (a) biobased flame resistant (s) per year between 2010 and 2022 (April) and (b) typical biobased flame retardants. C.ol is Cardanol, E.ol is Eugenol and Car. is?Carrageenan.

三，Recent advances for flame retardant rubber composites: Mini-review（阻燃橡膠復合材料的最新進展：綜述）

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2022.12.002

作者Liangqing?Lai, … Tianming?Gao, Yongyue?Luo（北京航空材料研究院股份有限公司中國熱帶農業科學院、嶺南師范學院，中國；萊布尼茲高分子研究所，德國）

在過去的幾十年里，阻燃橡膠復合材料因其在復雜工業系統中不可替代的作用而引起了人們的極大關注。為了提高阻燃能力，已經做出了大量努力，開發高效的阻燃系統變得越來越重要，該系統可以減少熱量、煙霧和有毒氣體的釋放，同時不會惡化整體性能。羅勇悅研究員團隊簡要介紹了阻燃天然橡膠、硅橡膠、幾種人造橡膠和聚氨酯彈性體復合材料的最新發展，重點介紹了先進的高性能阻燃方法的設計、開發、機理和應用。最后，展望了未來的發展趨勢，包括更環保的策略、更高的阻燃效率和多功能阻燃橡膠復合材料的發展。

Fig.?2.?Schematic diagram of the recent development of flame retardant rubbers.

四，Synthesis of sustainable flame retarded polypropylene by using waste material（利用廢棄材料合成可持續阻燃聚丙烯）

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2022.12.005

作者Federico?Ulisse, Carlo?Boaretti, … Alessandra?Lorenzetti（帕多瓦大學，意大利）

利用廢棄材料開發阻燃劑是另一個重要的可持續發展理念，它將極大地促進最終產品的經濟方面和技術性能之間的平衡。在這方面，Alessandra Lorenzetti博士等人成功開發了煙氣脫硫（FGD）石膏基阻燃劑，并將其添加到聚丙烯中。由于FGD的存在，與參考樣品相比，不僅提高了阻燃效率，而且獲得了控制滴落現象的比容量。這些發現對其在實際產品中的潛在應用具有重要價值。

Fig.?4.?TGA curves in air of neat PP and samples MC20, SolDP5, FGD20, FGD20-SolDP3_MC15.

五，Gallic acid-iron complex modified magnesium hydroxide and its effect on flame retardancy of EVA（沒食子酸-鐵絡合物改性氫氧化鎂及其對EVA阻燃性能的影響）

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2022.12.003

作者Tao?Wang, Dong-Wei?Yao, Guang-Zhong?Yin, ... De-Yi?Wang（佛朗西斯科德維多利亞大學、IMDEA材料研究所，西班牙；沈陽化工大學、沈陽先進涂層材料產業技術研究院有限公司，中國）

從制造業的角度來看，合成阻燃劑的綠色技術對其規模化和進一步的工業應用至關重要。本文中，王德義教授團隊報告了一種通過表面功能化制備功能性氫氧化鎂（MH）的綠色方法。當這種采用沒食子酸（GA）-Fe³⁺絡合物改性的新型功能化MH基阻燃劑用于乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）時，其表現出比傳統MH更高的阻燃效率。而且，該功能性MH填充復合材料具有比對照材料更高的機械性能。

Fig. 1. Schematic diagram of gallic acid modified magnesium hydroxide (the brown sphere).

六，The effect of hybridization of fire retarded epoxy/flax-cotton fiber laminates by expanded vermiculite: Structure-property relationship study（膨脹蛭石復合阻燃環氧樹脂/亞麻棉纖維層壓板的結構性能關系研究）

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2023.01.005

作者Mateusz?Barczewski, Kamila?Sa?asińska, ...（波茲南工業大學、華沙工業大學、克拉科夫工業大學、格但斯克工業大學，波蘭）

Mateusz Barczewski教授及其同事報告了他們對含有聚磷酸銨（APP）阻燃劑的環氧樹脂/亞麻棉（EP/FF）復合材料與微米膨脹蛭石（VMT）的雜化研究。通過進行靜態拉伸和彎曲強度評估，并輔以復合材料的沖擊強度測量，評估了阻燃環氧樹脂/亞麻棉復合材料的雜化效率。此外，還進行了熱分析和熱機械分析（DMA、DSC和TGA），并使用PCFC微量熱量計和錐形量熱計測量環氧樹脂復合材料的可燃性，以評估復合材料的燃燒行為。他們發現，綜合結構性能分析確定了關鍵填料含量，產生了協同阻燃效果，對復合材料性能的負面影響有限。

Fig. 7. Selected HRR vs. temperature curves for non-reinforced EP, EP/APP, and EP/APP/VMT composites.

七，Ignition and burning of selected tree species from tropical and northern temperate zones（熱帶和北溫帶選定樹種的點火和燃燒）

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2023.01.006

作者Linda?Makovicka?Osvaldova, Katarina?Kosutova, Seng?Hua?Lee, …（日利納大學，斯洛伐克；瑪拉理工大學，馬來西亞；印尼國家研究創新署，印度尼西亞）

木材是一種可燃材料。然而，并不是所有類型的木材對點火和燃燒的反應都是一樣的。這可能因木材類型而異，因為木材的物理結構（形態）、密度以及化學成分會顯著影響其防火性能。在這項研究中，對八種不同類型的樹種進行了研究，其中四種來自北溫帶，四種來自熱帶，以確定它們的火災行為。研究結果顯示，所有被研究的物種都有不同的行為。根據研究結果，可以得出結論，在本研究中，木材密度是影響木材防火性能的最重要因素。密度和火災造成的重量損失之間存在中度負相關，表明樣品的重量損失隨著木材密度的增加而減少。我們的實驗證實，有一些物理參數會導致不同地區的樹種之間以及單一地區（熱帶和北溫帶）內的樹種之間的顯著差異。可能值得考慮創建一個針對工業用樹種的目錄，以說明這些樹種在點火和燃燒方面的性能。

Fig.?3.?Sample during the test.

八，Polypropylene (PP) nanocomposites with transition metal (MgCoAl, MgNiAl, MgCuAl, MgZnAl) layered double hydroxides (t-LDHs): Flammability, thermal and mechanical analysis（具有過渡金屬（MgCoAl、MgNiAl、MgCuAl、MgZnAl）層狀雙氫氧化物（t-LDHs）的聚丙烯（PP）納米復合材料：燃燒性、熱分析和力學分析）

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2023.01.007

作者Sajid?Naseem, Sven?Wie?ner, Ines?Kühnert, Frederick?J.W.J. Labuschagné, Andreas?Leuteritz（萊布尼茲高分子研究所、德累斯頓理工大學，德國；比勒陀利亞大學，南非）

在新的阻燃技術中，納米阻燃劑非常有吸引力。層狀雙氫氧化物（LDH）基阻燃劑具有可持續性、環保性、高效性和抑煙性等優點。Andreas Leuteritz博士及其同事合成了一系列三金屬層狀雙氫氧化物（t-LDH，例如MgCoAl、MgNiAl、MgCuAl和MgZnAl），然后將其引入聚丙烯中。合成的MgCuAl/聚丙烯納米復合材料與其他分別含有MgAl、MgCoAl、MgNiAl和MgZnAl的聚丙烯基復合材料相比，具有優越的熱性能和力學性能。

Graphical abstract: Schematic abstract of t-LDHs/PP nanocomposites and their properties.

期刊簡介：

Advanced?Industrial?and?Engineering?Polymer?Research?(AIEPR)——國產聚合物領域英文期刊：OA期刊；EI, Scopus, CAS收錄；CiteScoreTracker 2022 = 16.9。